城市污水处理及污水处理厂Word文件下载.docx
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悬浮物的危害主要是造成沟渠、管道和抽水设备的阻塞、淤积和磨损；
造成水生生物的呼吸困难；
造成给水水源浑浊；
干扰废水处理设施和回收设备的工作；
有些悬浮物还有一定的毒性。
几乎所有的废水中都含有数量不等的悬浮物，因此除去悬浮物是废水处理的一项基本任务。
（2）需氧污染物
需氧污染物主要是指废水中所含的能被微生物降解的有机物，有些是有毒的，但这类有机物大部分本身是无毒的。
这类污染物的特点是数量大、成分复杂，所以很难分别表示其含量。
产生污染的主要原因是在其分解过程中消耗水中的溶解氧。
需氧污染物用间接指标来衡量，常用的有BOD、COD、TOC和TOD等。
（1）生物化学需（耗）氧量（biochemicaloxygendemand简称BOD）
表示在一定条件下（20C），单位体积废水中所含的有机物被微生物完全分解所消耗的分子氧的数量。
单位为mg（氧）/L（废水）。
有BOD5和BOD20之分，BOD5最常用。
特点：
准确反映污染的程度，但测定所需时间长，不利于指导实际生产和自动控制。
（2）化学耗氧量（chemicaloxygendemand简称COD）
用化学氧化剂氧化分解废水中的有机物，用所消耗的氧化剂中的氧来表示有机物的多少，单位仍为mg/L。
常用的氧化剂有K2Cr2O7和KMnO4，分别用CODCr和CODMn表示。
测定速度快，但与实际污染的程度有差距。
（3）总需氧量（totaloxygendemand，TOD）和总有机碳（totalorganiccarbon，TOC）
在900℃下，以铂为催化剂，使水样汽化燃烧，然后测定气体载体中氧的减少量，作为有机物完全氧化所需的氧量，称为总需氧量；
在同样条件下测定气体中二氧化碳的增量，从而确定出水样中碳元素的含量，称为总有机碳
测定速度快，但设备复杂且与BOD、COD之间无固定关系。
BOD5、BOD20、TOD、TOC有各自的特点和用途，在实际应用中应根据各自的特点和不同的情况选用！
第二节城市污水处理基本理论；
废水或天然水体微生物的存在不是唯一的。
生长动力学描述的是不同微生物在相互竞争中其质量或浓度随时间的变化。
不同菌种对同一基质竞争的能力取决于菌种对基质的代谢能力。
由于细菌的体积较小，单位质量的表面积较大，可迅速的将基质去除。
当溶解性有机物缺乏时，细菌繁殖将减少，而扑食者则增加。
在密闭系统中，最初添加混合微生物和基质后，细菌种群数量达到最大值后，因基质缺乏，微生物进入内源呼吸状态后而逐渐死亡。
随后被其它种类的细菌分解。
这个过程不断循环进行。
莫诺德方程
假设食物利用速率与菌体产生速率均受限于供给所需食物的酶反应速率，得到：
式中，为细菌比生长速率，t-1；
X为菌体浓度（mg/L）。
m细菌最大比生长速率常数；
S为限制性基质浓度，mg/L；
Ks为半饱和常数，mg/L。
当=0.5m时，Ks=S。
对大多数混合培养的微生物，莫诺德Monod方程（1942年）均可适应。
该方程中微生物以质量表示而不是以生物数量表示。
对数生长期微生物质量增加的速率可表示为：
Monod方程仅考虑微生物的生长，没考虑自然死亡，假设系统中所有基质均转化为菌体：
设计废水处理
过程的主要公式
式中kd为内源衰减速率常数，t-1。
式中，Y为食物转化菌体的比例，或合成系数，mg菌体/mg基质。
第三节城市污水处理常见工艺流程；
1、污水处理基本方法
按原理来分为：
⑴物理法：
方法有：
过滤、沉淀、上浮、气浮。
主要去除悬浮固体、胶体。
⑵化学法：
中和、混凝、电解、氧化还原。
主要去除重金属、胶体，调节PH值。
⑶物理化学法：
吸附、离子交换萃取、吹脱和膜分离。
属深度处理，一般用于低浓度有毒物质去除和重金属的回收。
⑷生物法：
好氧法和厌氧法。
一般用于去除可生化性高的废水中的有机物。
2、污水处理流程
⑴一级处理：
预处理，主要去除水中悬浮物或调节水质、水量以满足后续处理对水质的要求。
⑵二级处理：
主要去除水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。
⑶三级处理：
进一步处理难降解的物质。
深度处理则以污水回收、再用为目的。
⑷污泥处理：
污水处理过程中产生。
主要方法是减量、稳定、综合利用、最终处置。
第四节污水处理厂的平面及高程布置。
第五节城市污水处理厂设计实例
【例】奥贝尔氧化沟设计计算
1设计参数
设计进水量Q=20000m3/d
表2奥贝尔氧化沟运行参数
进水水质：
出水水质：
进水CODCr=
300
mg/L
CODCr=
60
mg/L
BOD5=S0=
136
BOD5=Sz=
20
TN=
NH4+-N=
26
1
碱度SALK=
280
pH＝
7.2
SS=
168
SS=Ce=
表3奥贝尔氧化沟设计运行过程中特殊参数
设计运行过程中特殊参数
f=MLVSS/MLSS=
0.7
混合液浓度X＝
4000
mgMLSS/L
采用最小污泥龄
30
d
曝气池出水溶解氧浓度
2
衰减系数Kd=
0.05
d-1
活性污泥产率系数Y＝
0.5
mgMLSS/mgBOD5
夏季平均温度T1＝
25
℃
20℃时反硝化常数qdn，20＝
0.07
kgNO3--N/kgMLVSS
冬季平均温度T2＝
7.1
反硝化温度校正系数=
1.09
剩余碱度
100
硝化反应安全系数K=
2.5
所需碱度
7.14
mg碱度/mgNH4-N
硝化所需氧=
4.6
mgO2/mgNH4-N
产出碱度
3.57
mg碱度/mgN
反硝化可得到氧=
2.6
mgO2/mgNO3+-N
反硝化时溶解氧浓度
0.2
若生物污泥中约含
12.4%
的氮用于细胞合成
2奥贝尔氧化沟各沟容积计算
1、水力停留时间
奥贝尔氧化沟工艺的水力停留时间t一般采用4——7h，设计中取t=6h
2、好氧区容积计算.
5362.8m3取5400m3
3、缺氧区容积计算
（1）氧化沟生物污泥产量
649.6kg/d
（2）用于细胞合成的TKN=80.5kg/d即TKN中有TKN×
1000/300=2.88kg/d
故需氧化的[NH4-N]=22.12mg/需还原的[NO3+-N]=11.12mg/L
（3）反硝化速率
0.018kg/（kg.d）
（4）缺氧区容积V2
472m3
缺氧池水力停留时间t2=0.01d=0.26h
4、氧化沟总池容积
V=V1+V2=5872m3
设计取V=6000m3
设计有效水深h=4m
总水力停留时间t=V/Q进水=0.26d
氧化沟分两组，每组池容=3000m3
设奥贝尔氧化沟三沟容积分配外：
中：
内=56：
26：
18
则外沟容积V外=1680m3
中沟容积V中=780m3
内沟容积V内=540m3
奥贝尔氧化沟实际总容V实=2×
（V外+V中+V内）=6000m3
实际水力停留时间t=V实/Q进=0.26d
经验算符合设计要求
图2奥贝尔氧化沟设计平面图
5、各沟实际容积计算
取各沟直线部分长为5m
外沟宽3.5m中沟宽3.0m内沟宽3.0m
则外沟实际容积为1678.6m3
中沟实际容积为948.96m3
内沟实际容积为496.8m3
则建设完成后，单个氧化沟实际池容为V外+V中+V内=6248.72>
6000
因此以上设计符合要求
3其他管道设计
1、污泥回流管
在本设计中，污泥回流比为50%，从二沉池回流过来的污泥通过两根DN400mm的回流管道分别进入首端的缺氧池和厌氧池，管内流速为0.85m/s。
2、硝化液回流管
硝化液回流比为200%，从好氧池出水至缺氧段首端，硝化液回流管道管径为DN1000mm，管内流速为0.9m/s。
4剩余污泥量
式中W—剩余污泥量（㎏/d）
—污泥产率系数，一般采用0.5—0.7
b—污泥自身氧化系数（d-1），一般采用0.05—0.1
—平均日污水流量（m3/d）
—反应池去除的SS浓度（㎏/m3），
=420-20=400mg/L=0.4kg/m3
—反应池去除的BOD5浓度（㎏/m3），
=180-20=160mg/L=0.16kg/m3
设计中取
=0.6，b=0.08
=1920-1600.0008+4000=4319.9992≈4320㎏/d
【例】曝气系统
为了维持曝气池内的污泥具有较高的活性，需要向曝气池内曝气充氧。
目前，常用的曝气设备分为鼓风曝气和机械曝气两大类。
下面以传统活性污泥法为例，对转刷曝气系统的设计过程。
1需氧量的计算
1、实际需氧计算
（1）碳化需氧量
Q—污水的平均流量（m3/d）；
S0—进水BOD浓度
Se—出水BOD浓度
Wv—氧化沟生物污泥产量
3854.04kg/d
（2）硝化需氧量
D2=4.5×
Q（N0-Ne）=3150kg/d
（3）反硝化产氧量
D3=2.6×
Q×
NT=809.77kg/d
（4）硝化剩余污泥NH4-N需氧量
D4=0.56×
WV×
f=254.64kg/d
（5）总氧量
D=D1+D2-D3-D4=5939.63kg/d
2、标准需氧量计算
查表得20℃和30℃时，水中的饱和溶解氧值为：
CS（20）=9.17mg/L；
CS（30）=7.63mg/L；
设
=0.85；
=0.95
9547.52kg/d=397.81kg/h
CS（30）—30℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（mg/L）；
CS—30℃时，在大气压力条件下，氧的饱和度（mg/L）
、
—修正系数
2供气量
转刷曝气器的选型：
活性污泥法曝气的主要作用为充氧、搅拌和混合。
充氧的目的是为活性污泥微生物提供所需的溶解氧，以保证微生物代谢过程的需氧量。
本次设计采用机械曝气常采用转碟曝气器和转刷曝气器作为充氧扩散装置。
1.BQ4000转刷曝气机主要技术参数
有效长度:
4000mm
充氧能力:
7.25公斤氧/时·
米转刷
浸没深度:
280mm
转刷转速:
78r/min
主机功率:
15kW
转刷外径:
850mm
转刷偏转角Q=ql3/24EI=0.00693，即为0.39.，在双列调心轴承允许偏转角2。
一3。
范围内。
2.带叶片的转刷轴
目前国内4米转刷大都采用外径φ700mm，转刷转速为72r/min，转刷曝气特性
3.三角皮带的计算
选电机，转速为ni=1460r/min，功率为I15kw，减速器速比为16，三角皮带的计算:
（1）确定计算功率Pca
Pca=ka*p=1.2x15=18kW（Ka为工况系数）D，=i*D1二1.17x224=262mm
<
25m/s带的速度合适，离心力不会过大。
中心距ao0.7（Di+D2）<
ao<
2（Dl+Dz）
初步确定中心距ao=600
取L=2059公称长度L1=2000mm
实际中心距：
=647.5取a0=650
（2）确定带的根数Z:
注：
P0：
单根三角胶带的许用功率，凡:
包角影响系数，K1:
长度影响系数，K一物质系数）
取K1=0.88，Kα=0.99，K=1，△P0=0.0001△T×
n1=0.6424KW（△T为单根胶带能传递扭矩的修正值可查表）Z=2.447，取3根
（取10到20mm）
该设计需氧量为326.78m3/h，根据参数可知共需转刷45.1m约46，单沟23m
外沟23×
0.50≈12.5m实际安装25.6m
中沟23×
0.27≈6.21m实际安装10.8m
内沟23×
0.23≈5.29m实际安装10.8m
则各沟安装图如下：
图4转刷曝气机安装示意图
外沟每支架安装3.2m
中沟每支架安装2.7m
内沟每支架安装2.7m
外沟转刷曝气机分两组运行，每次开一组，每组开3小时轮流运行。
安装运行后后总供氧量Q总=70.2×
7.25=508.95kg/h≥397.81kg/h符合要求
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